[发明专利]一种基于冗余心跳链路和对端重启链路的双控制器存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储技术领域，尤其涉及一种基于冗余心跳链路和对端重启链路的双控制器存储系统。   

背景技术

计算机存储的信息越来越多，而且越来越重要，为防止计算机中的数据意外丢失，一般都采用许多重要的安全防护技术来确保数据的安全，设备的运行损耗、存储介质失效、运行环境以及人为的破坏等，都能对设备造成影响，由此引发设备损坏、数据丢失的现象，从而使得产品的可靠性和稳定性得不到有效保障。

随着互联网，电子金融等行业的快速发展，人们对网络数据的安全性，稳定性要求越来越高，而任何产品都有其寿命问题，故障问题等不稳定因素，如何将这种不稳定因素降低成为当前单控制器和初期双控制器重点考虑的难题。

发明内容

本发明提供一种基于冗余心跳链路和对端重启链路的双控制器存储系统，保证了存储产品的高可靠性和高稳定性。

所谓双控制器，就是由两块完全相同的主板搭配同一个背板，控制此背板上所有的硬盘。

冗余心跳链路包括NTB（非透明桥）链路和串口心跳链路，双控制主板间的CPU通过NTB互联通信，进行数据镜像，缓存镜像，并且实时作为心跳链路，彼此间监控对方的工作状态；同时通过串口链路互联，作为系统层面的冗余心跳链路，当NTB出现故障时，心跳链路会切换到串口链路，由串口链路侦测对方主板工作状态；

对端重启链路，就是当一个控制主板发现另一个控制主板长期没有响应时，视为对方主板发生故障，然后向故障主板发出Reset信号来重启对方，实现系统的自我修复；如果一块主板出现了无法修复的故障，另一块主板会全面接管故障主板的所有工作，预防数据丢失，系统损坏，保证了存储产品的高可靠性和高稳定性。

本发明主要涉及到硬件线路和软件层面的设计。具体分为如下几个方面：

 1、两个控制主板使用NTB通过背板相连，通过NTB进行数据镜像，缓存镜像，并且作为系统层面的心跳链路，监控两个主板彼此间的工作状态；两个主板同时与背板间通过高速连接器连接来访问管理所有的硬盘。

2、两个控制主板通过串口相连，作为系统层面的冗余心跳链路，当NTB出现故障时，心跳链路会切换到串口链路，由串口链路侦测对端主板工作状态。 

3、对端重启链路，当主板侦测到对端主板长期没有响应时，视为对方出现故障，通过此链路重启对方，实现自我修复。

以上三点在硬件线路实现的同时需要软件层面的设计。

本发明提出的基于冗余心跳链路和对端重启链路的双控制器存储系统可以大大提高产品的稳定性和自我修复能力。将处理器与处理器通过NTB和串口链路连接可以实现数据镜像和缓存镜像，并且实时监控彼此间的工作状态。当其中一块主板出现故障时，另一块也可以通过重启链路重启对端主板，实现自我修复功能，即使一块主板出现无法修复故障时，另一块主板也可以全面接管故障主板的所有工作，保证了存储产品的高可靠性和高稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明；

附图1是冗余心跳链路和对端重启链路的整个拓扑结构图。

具体实施方式

根据本发明涉及到的几个方面的硬件线路和软件层面的设计，分为如下三个方面：

  1.  两个控制主板使用NTB通过背板相连，通过NTB进行数据镜像，缓存镜像，并且作为系统层面的心跳链路，监控两个主板彼此间的工作状态；两个主板同时与背板间通过高速连接器连接来访问管理所有的硬盘。

2.  两个控制主板通过串口相连，作为系统层面的冗余心跳链路，当NTB出现故障时，心跳链路会切换到串口链路，由串口链路侦测对端主板工作状态。 

3.  对端重启链路，当主板侦测到对端主板长期没有响应时，视为对方出现故障，通过此链路重启对方，实现自我修复。

图1是冗余心跳链路和对端重启链路的整个拓扑结构图，根据图1作进一步详细说明，

首先是双控制器间的冗余结构，两个控制器分别通过高速连接器与背板相连。每个控制主板上搭有板载的SAS控制器和SAS Expander。SAS Expander通过背板的SAS总线连接背板上所有的SAS硬盘，两个控制主板通过冗余的方式管理读取硬盘信息。

其次，两个主板上的CPU通过NTB（非透明桥）总线连接，此NTB采用PCIEx8的总线模式，不同的协议规范相连，起到数据镜像，缓存镜像的作用，并且作为心跳链路实时侦测对端主板状况。为防止走线过长，在每个NTB的输出端采用redriver将信号加强，并且可通过BIOS软件来调整redriver的驱动能力。